变速器的作用用一句话概括，就叫做变速变扭，即增速减扭或减速增扭。为什么减速可以增扭，而增速又要减扭呢？设发动机输出的功率不变，功率可以表示为 N = wT，其中w是转动的角速度，T是扭距。当N固定的时候，w与T是成反比的。所以增速必减扭，减速必增扭。汽车变速器齿轮传动就根据变速变扭的原理，分成各个档位对应不同的传动比，以适应不同的运行状况。
一般的手动变速器内设置输入轴、中间轴和输出轴，又称三轴式，另外还有倒档轴。三轴 式是变速器的主体结构，输入轴的转速也就是发动机的转速，输出轴转速则是中间轴与输出轴之间不同齿轮啮合所产生的转速。不同的齿轮啮合就有不同的传动比，也就有了不同的转速。例如EQ140东风汽车手动变速器，它的传动比分别是：1档7.31:1；2档4.31:1；3档2.43:1；4档1.54:1；5档（直接档）1:1。
当汽车启动司机选择1档时，将倒/1档拨叉向后接合1档齿轮并将它锁定输出轴上，动力经输入轴、中间轴和输出轴上的1档齿轮，1档齿轮带动输出轴，输出轴将动力传递到传动轴上。这时的传动比应该是7.31：1.速度最低，而扭力最大。
当汽车增速司机选择2档时，拨叉将2/3档同步器与1档分离后接合2档齿轮并锁定输出轴上，动力传递路线相似，所不同的是输出轴上的1档齿轮换成2档齿轮带动输出轴。2档变速齿轮传动比是4.31:1，输入轴转4.31圈，输出轴转1圈，比1档转速增加，扭矩降低。
当汽车加油增速司机选择3档时，拨叉使2/3档同步器回到空档位置，又使2/3档同步器移动直至将3档齿轮锁定在输出轴上，使动力可以从输入轴—中间轴—输出轴上的3档变速齿轮，通过3档变速齿轮带动输出轴。3档传动比是2.43:1，输入轴转2.43圈，输出轴转1圈，是进一步的增速。
当汽车加油增速司机选择4档时，拨叉将2/3档同步器脱离3档齿轮,回到空挡拨叉将4/5档同步器4档锁定在输出轴上，使动力从输入轴—中间轴—输出轴上的4档变速齿轮，通过4档变速齿轮带动输出轴。动力直接从输入轴传递到输出轴，此时传动比1.54:1。
当汽车加油增速司机选择5档时，拨叉将4/5同步器挂入5档，直接与输入轴接合，动力直接从输入轴传递到输出轴，此时传动比1:1。由于动力不经中间轴，又称直接档，该档传动比的传动效率最高。汽车多数运行时间都用直接档以达到最高的速度和最好的燃油经济性。
东风汽车换档时要先进入空档，变速器处于空档时变速齿轮没有锁定在输出轴上，它们不能带动输出轴转动，没有动力输出。
一般汽车手动变速器传动比主要分上述1－5档，通常设计者首先确定最低（1档）与最高（5档）传动比后，中间各档传动比一般按等比级数分配。另外，还有倒档和超速档，超速档又称为0.8左右：1.
倒档时输出轴要向相反方向旋转。如果一对齿轮啮合时大家反向旋转，中间加上一个齿轮就会变成同向旋转。利用这个原理，倒档就要添加一个齿轮做“媒介”，将轴的转动方向调转，因此就有了一根倒档轴。倒档轴独立装在变速器壳内，与中间轴平行，当轴上齿轮分别与中间轴齿轮和输出轴齿轮啮合时，输出轴转向会相反。
从驾驶平顺性考虑，变速器档位越多越好，档位多相邻档间的传动比的比值变化小，换档容易而且平顺。但档位多的缺点就是变速器构造复杂，体积大，现在轻型汽车变速器一般是4－5档。同时，变速器传动比都不是整数，而是都带小数点的，这是因为啮合齿轮的齿数不是整倍数所致，两齿轮齿数是整倍数就会导致两齿轮啮合面磨损不均匀，使得轮齿表面质量产生较大的差异。
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